1.本发明属于发酵装置技术领域，尤其是一种氧含量可控的食品微生物发酵装置。
背景技术：
2.发酵指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。通常所说的发酵，多是指生物体对于有机物的某种分解过程。如今在食品工业、生物和化学工业中均有广泛应用。
3.食品工业、生物和化学工业中发酵时一般采用发酵罐，在有氧发酵过程中，为了保证发酵产品的质量，需要保证发酵罐内的氧气含量充足，但是在发酵过程中如何随着发酵过程的进行实时检测以及补充发酵罐内的氧气，达到最佳的发酵环境是很有必要的，在发酵过程中，发酵罐内的环境一般比较复杂，如果将氧气检测装置直接或者长期置于发酵罐内部虽然可以达到实时检测的目的，但是对于氧气检测装置一般会有影响，而且发酵过程一般时间较长，一般没有实时检测氧气含量的必要。
4.因此设计一直可以在外部定时检测发酵罐内的氧气含量并根据需要进行模拟补充，达到良好的发酵环境的装置是很有必要的。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于提供一种氧含量可控的食品微生物发酵装置，可以定时对发酵罐内的氧气含量进行检测，并通过在外部模拟以及同步向发酵罐内补充氧气达到更好的发酵环境，提高发酵质量。
6.本发明公开了一种氧含量可控的食品微生物发酵装置，包括发酵罐，所述发酵罐的外侧壁上固定有检测筒，所述检测筒的底部设有与发酵罐内部空间连通的第一管道，所述第一管道上设有第一电磁阀，所述检测筒内设有滑动连接的活塞，所述检测筒的侧壁上连接有氧气含量检测组件，还包括用于驱动所述活塞定时运动的驱动组件，还包括气源，所述气源通过主管道连接有分流装置，所述主管道与分流装置之间连接有第二电磁阀，所述分流装置具有两个输出端，所述分流装置的其中一个输出端通过第二管道连接至检测筒，所述分流装置的另一个输出端通过第三管道与发酵罐内部连通，所述活塞与检测筒的底部之间形成检测腔，所述检测筒相对设有第一管道的一端设有光电传感器，所述第一电磁阀处于常开状态，所述活塞移动至光电传感器部位时，光电传感器发出信号ⅰ控制所述第一电磁阀闭合，同时所述氧气含量检测组件启动工作，还包括控制系统，所述控制系统与光电传感器、氧气含量检测组件、驱动组件通讯连接，所述氧气含量检测组件根据检测腔内不同的氧气含量发出不同的控制信号ⅱ，所述控制系统根据控制信号ⅱ控制所述第二电磁阀的启闭，所述分流装置将主管道内的气体以不同的比例送入检测筒和发酵罐内。
7.优选的，所述检测腔的最大容积为v1，所述发酵罐的容积为v0，所述v1=（0.1-0.3）v0。
8.优选的，所述驱动组件包括伺服电机，所述伺服电机与控制系统通讯连接，所述活
塞的一端连接有导杆，所述伺服电机的输出端与导杆连接，所述活塞与检测筒的顶壁之间连接有弹簧。
9.优选的，所述活塞的定时运动的时间间隔为1-2h。
10.优选的，所述气源设有多个且分别含有不同的气体，所述控制系统根据控制信号ⅱ可选择控制不同气源的使用。
11.优选的，所述分流装置包括与所述主管道连通的筒体，所述筒体的内部设有固定板，所述筒体在固定板的一侧设有主气腔，所述筒体在固定板的另一侧设有相互隔离的第一气腔和第二气腔，所述主管道与主气腔连通，所述第一气腔连接至第二管道，所述第二气腔连接至第三管道，所述固定板上开设有与第一气腔连通的第一开口以及与第二气腔连通的第二开口，所述第一开口的大小小于第二开口。
12.优选的，所述筒体内设有位于主气腔内且与所述固定板端面贴合的调节板，所述调节板为半圆性结构，所述调节板上连接有一端伸出筒体的固定杆，所述调节板的转动可调节第一开口和第二开口与主气腔连通部分的比例。
13.优选的，所述第一开口和第二开口的均为弧形开口结构，所述第一开口和第二开口的圆心角大小相等且二者在圆周方向的弧形中心线位于同一圆周上。
14.优选的，多个所述气源至少包括氧气、氮气、二氧化碳。
15.优选的，所述第一管道与发酵罐连通的部位设有过滤头。
16.本发明通过设置了位于发酵罐外部的检测筒，以及位于检测筒内的检测组件，并通过活塞的定时运动可定期对发酵罐内的气体进行取样检测，并最终在检测筒内实现对气体的检测，避免了将检测组件设置在发酵罐内造成的检测不准确以及影响使用寿命的问题，同时可以减少发酵罐内的附件，是发酵罐具有更大的发酵空间，并通过并通过在外部模拟以及同步向发酵罐内补充氧气达到更好的发酵环境，提高发酵质量，采用分流装置可同步对检测筒以及发酵罐进行补气操作，实现同步进行，使检测更加精准。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明整体结构主视图；图2是本发明图1中局部放大图（活塞处于初始密封状态）；图3是本发明图1中局部放大图（检测腔处于检测状态）；图4是本发明分流装置主视剖面图；图5是本发明筒体上固定板部位仰视图；图6是本发明调节板结构俯视图；图7是本发明筒体内部结构俯视图ⅰ；图8是本发明筒体内部结构俯视图ⅱ；图9是本发明图2中局部放大图。
19.图中；1、发酵罐；2、检测筒；3、第一电磁阀；4、活塞；5、氧气含量检测组件；6、第二
电磁阀；7、光电传感器；8、弹簧；9、筒体；10、固定板；11、主气腔；12、第一气腔；13、第二气腔；14、第一开口；15、第二开口；16、调节板；17、过滤头。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.本发明提供一种氧含量可控的食品微生物发酵装置，如附图1-9所示，包括发酵罐1，所述发酵罐1的外侧壁上固定有检测筒2，所述检测筒2的底部设有与发酵罐1内部空间连通的第一管道，在发酵过程中，发酵罐1内为实时进行的发酵环境，一般长时间处于封闭状态，第一管道上设有第一电磁阀3，所述检测筒2内设有滑动连接的活塞4，活塞4与检测筒2的底部之间形成检测腔，在初始状态时，活塞4一般是位于检测筒2的底部的，此时检测腔的容积v1=0，此时通过活塞4的密封效果保证发酵罐1的密封状态，当需要进行对发酵罐1内的氧气含量进行检测时，此时通过驱动组件带动活塞4向上运动，此时检测腔的容积逐渐增大，而且在该过程中，第一电磁阀3处于开启状态，这样发酵罐1内部空间与检测腔处于连通的状态，发酵罐1内的气体会在负压的作用下进入检测腔内，由于在检测筒2相对设有第一管道的一端设有光电传感器7，当活塞4移动至光电传感器7部位时，光电传感器7发出信号ⅰ控制所述第一电磁阀3闭合，此时发酵罐1内的气体填满整个检测腔，而且与发酵罐1形成了相互独立的状态，同时信号ⅰ还可以控制氧气含量检测组件5开始工作，对检测腔内的气体进行检测(相当于对发酵罐1内的气体环境进行取样检测)，检测根据检测到的信息可以发出信号ⅱ，信号ⅱ在实际使用过程中一般分为两种，一种是氧气含量充足，一种是氧气含量不足；当氧气含量充足时，此时无需进行补气操作，此时控制系统根据信号ⅱ控制驱动组件反向动作，使活塞4向下移动压缩检测腔内的气体，活塞4离开光电传感器7的位置后，第一电磁阀3会自动打开，此时检测腔内的气体会重新被送入发酵罐1内，同时活塞4恢复至初始的密封状态，等待下一次的检测，需要注意的是，在实际工作过程中，可以根据需要设定检测周期，本技术中活塞4的定时运动的时间间隔为1-2h。
22.当氧气含量不足时，此时控制系统根据信号ⅱ控制主管道与分流装置之间连接的第二电磁阀6打开，这样氧气气源可以进行充气补充，在充气过程中，为了及时了解氧气含量是否达到要求，此时氧气含量检测组件5一直处于工作状态，氧气通过分流装置进行分流后，以不同的比例同时进入发酵罐1和检测筒2，该比例一般为检测筒2和发酵罐1（去除发酵物后的净空间）的容积比，本技术中检测腔的最大容积为v1，所述发酵罐1的容积为v0，所述v1=（0.1-0.3）v0，通过分流装置分流后，检测筒2相当于一个模拟的发酵罐1，通过氧气含量检测组件5对检测腔内的氧气含量进行检测就可以判断发酵罐1内等效的气体环境，达到可以在外部进行检测的效果，避免了需要将氧气含量检测仪安装在发酵罐1内，由于发酵罐1内环境的影响造成的检测不准确以及容易损坏的问题。当氧气含量达到要求后，此时控制系统关闭第二电磁阀6，同时驱动组件驱动活塞4同样将检测筒2内的气体推入发酵罐1内并恢复至初始状态。
23.本发明中分流装置用于将主管道内的气体以不同的比例送入检测筒2和发酵罐1
内，其中分流装置的其中一个实施例为；如附图4所示，分流装置包括与所述主管道连通的筒体9，所述筒体9的内部设有固定板10，所述筒体9在固定板10的一侧设有主气腔11，所述筒体9在固定板10的另一侧设有相互隔离的第一气腔12和第二气腔13，所述主管道与主气腔11连通，所述第一气腔12连接至第二管道，所述第二气腔13连接至第三管道，所述固定板10上开设有与第一气腔12连通的第一开口14以及与第二气腔13连通的第二开口15，所述第一开口14的大小小于第二开口15，其中第一开口14的大小一般为（0.1-0.3）的第二开口15大小，与检测筒2和发酵罐1（气体净容积）的容积比保持一致，此外为了方便根据发酵罐1内容积（发酵物可能体积不同）的变化进行调节，本发明还设置了位于主气腔11内且与所述固定板10端面贴合的调节板16，所述调节板16为半圆性结构，所述调节板16上连接有一端伸出筒体9的固定杆，所述调节板16的转动可调节第一开口14和第二开口15与主气腔11连通部分的比例，如附图7、8所示，通过转动调节板16可同步调节第一开口14和第二开口15的相对大小，在具体设计时，可通过增加调节板16圆周方向的转动刻度来确定二者的壁比例（在设计时可直接换算完成），进而可调节不同的气体分流比例。
24.其中本发明中第一开口14和第二开口15的具体结构均为弧形开口结构，所述第一开口14和第二开口15的圆心角大小相等且二者在圆周方向的弧形中心线位于同一圆周上，这样方便控制。
25.本发明中驱动组件包括伺服电机，所述伺服电机与控制系统通讯连接，所述活塞4的一端连接有导杆，所述伺服电机的输出端与导杆连接，所述活塞4与检测筒2的顶壁之间连接有弹簧8。
26.本发明中气源设有多个且分别含有不同的气体，所述控制系统根据控制信号ⅱ可选择控制不同气源的使用。多个所述气源至少包括氧气、氮气、二氧化碳，通过设置氮气、二氧化碳等也可以用来减少发酵罐1内的氧气含量，原理同上。
27.第一管道与发酵罐1连通的部位设有过滤头17，可以对取样的气体进行初步过滤，保证氧气检测的准确性有效性。
28.本发明在具体使用时，首先根据发酵罐1的整体容积减去添加物的体积，得到空间容积，然后根据与检测筒2的检测腔的容积通过调节板16调节第一开口14和第二开口15的大小比例，在使用过程中，通过设置了位于发酵罐1外部的检测筒2，以及位于检测筒2内的检测组件，并通过活塞4的定时运动可定期对发酵罐1内的气体进行取样检测，并最终在检测筒2内实现对气体的检测，避免了将检测组件设置在发酵罐1内造成的检测不准确以及影响使用寿命的问题，同时可以减少发酵罐1内的附件，是发酵罐1具有更大的发酵空间，并通过并通过在外部模拟以及同步向发酵罐1内补充氧气达到更好的发酵环境，提高发酵质量，采用分流装置可同步对检测筒2以及发酵罐1进行补气操作，实现同步进行，使检测更加精准。
29.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。